实时雷达信号仿真研究

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在现代雷达系统的设计和研制过程中,计算机建模与仿真技术变得越来越重要。雷达实时信号仿真系统不仅用于雷达的研制、调试,还用于培训雷达操作员。利用雷达信号仿真系统,主要优点有三个方面:第一,方便灵活。实验和训练不受天气影响,战况可控。第二,周期短,可重复进行试验。实验不需等待环境的形成。第三,经济性好。实验不需去野外场地的运输费用。在研制雷达的过程中,用仿真的方法来优化、调整设计方案,可节省大量器材、费用。 本文论述了雷达视频信号(包括区域杂波、动目标以及雷达接收机的热噪声)仿真。文中总结了雷达杂波的模型,并且用ZMNL(无记忆非线性变换法)方法对不同类型的杂波进行仿真。研究了用M序列组合变换生成伪随机高斯噪声的方法,该方法生成的白噪声伪随机周期长,仿真速度快,结构简单,能满足实时雷达接收机热噪声的需要。在文中详细论述了雷达视频信号仿真方法,包括仿真模型的选取,杂波仿真,目标和雷达接收机的热噪声仿真。 由于TMS320C30数字信号处理器的运算速度快,杂波仿真,动目标多普勒效应可由信号处理器软件完成,有利于提高仿真器的可编程性,简化结构和降低成本。在文中给出了用TMS320C30数字信号处理器构成的实时雷达视频信号仿真器的设计方案。这个方案经实验验证是行之有效的。 最后介绍272Z型测高雷达的高保真回波信号仿真器的设计和实现。文中详细介绍了采用高速A/D、D/A器件,可编程逻辑器件(CPLD)以及大容量双端口存储器件,利用数字储频技术(DRFM)实现的雷达目标回波信号仿真器。并对该仿真器内部的关键技术进行了探讨。 本文的结构为:第二章阐述雷达仿真模型的选取,分析了坐标系、目标、杂波、热噪声模型;第三章介绍杂波的统计模型,分析了杂波的统计模拟方法,并且用ZMNL方法对不同类型的杂波进行仿真;第四章介绍目标和热噪声仿真,分析了目标、热噪声的仿真方法;第五章介绍了用高速DSP(数字信号处理器)实时实现雷达仿真器,包括硬件结构和软件设计;第六章介绍了272无线电高度表实时仿真器系统的构成,并详述了系统若干功能模块的具体实现。
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